[发明专利]光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，特别涉及一种三相光伏并网逆变器低电压以 及零电压穿越的控制方法。

背景技术

在光伏发电系统中，当光伏电站渗透率较高或出力加大时，电网故障或扰动 引起电网电压大幅度跌落时，光伏电站的故障脱网会恶化整个电网的运行状态， 影响电网的安全稳定运行，现行标准中要求光伏电站须具备低电压及零电压穿越 功能(LVRT/ZVRT)。

当电网电压非对称跌落时，电网电压中将出现较大的负序分量。针对电网电 压跌落过程含有负序分量的情况，现有技术采用双同步旋转坐标系控制，配合图 2所示，采用结构完全对称的正负序旋转坐标系，对正负序电流独立进行控制， 只能解决稳态过程中由电压不平衡引起的负序电流控制问题，在较大电压跌落情 况甚至短路跌落到零时，逆变器仍可能因初始较大过电流而脱网。

基于以上分析，现有的控制方法在电网电压非对称跌落时存在着缺陷，有待 改进。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制系 统及方法，其可解决现有三相光伏并网逆变器所采用常规控制策略在电压跌落过 程中易使逆变器过流保护动作而脱网的问题，能够保证逆变器在稳态运行时输出 三相并网电流良好的平衡度。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制系统，包括如下模块：

电网电压跌落判断及LVRT控制模块，用于在低电压穿越及零电压穿越时， 根据电网电压穿越瞬时值、负序电流控制环误差大小及其误差变化率发出控制切 换命令；

负序电流开环闭环切换控制模块，用于在低电压穿越及零电穿越时，将负序 电流由闭环控制切换成开环控制；

电网电压直接前馈模块，用于在低电压穿越及零电压穿越时，电网电压前馈 根据切换命令由正负序电压前馈切换成电网电压直接前馈方式。

一种光伏并网逆变器低电压及零电压穿越的控制方法，在低电压穿越及零电 压穿越时，根据电网电压穿越瞬时值、负序电流控制环误差大小及其误差变化率 发出控制切换命令；将负序电流由闭环控制切换成开环控制，同时电网电压前馈 根据切换命令由正负序电压前馈切换成电网电压直接前馈。

具体包括如下步骤：

步骤1，分别采样直流电压、直流电流、电网电压及并网电流在每个PWM周 期固定时刻的稳态值U_dc，I_dc，u_a、u_b、u_c，i_a、i_b、i_c；

步骤2，根据电网电压稳态值u_a、u_b、u_c分别计算正序电压d轴分量U_d+、 q轴分量U_q+，负序电压d轴分量U_d-、q轴分量U_q-，以及正序电压矢量角φ_s⁺、 负序电压矢量角φ_s^-；

步骤3，对电网电压稳态值u_a、u_b、u_c及正序电压矢量角φ_s⁺进行PARK变换， 得到未经正负序分解的电压d轴分量U_d和q轴分量U_q；

步骤4，根据并网电流稳态值i_a、i_b、i_c，并结合步骤2得到的正序电压矢 量角φ_s⁺和负序电压矢量角φ_s^-，计算得到正序电流d轴分量I_d+、q轴分量I_q+， 以及负序电流d轴分量I_d-、q轴分量I_q-；

步骤5，对并网电流稳态值i_a、i_b、i_c及正序电压矢量角φ_s⁺进行PARK变换， 得到未经正负序分解的电流d轴分量I_d和q轴分量I_q；